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1、第39卷第8期土木工程学报Vol.39No.82006年8月CHINACIVILENGINEERINGJOURNALAug.2006工字梁的抗剪极限承载力童根树任涛(浙江大学,浙江杭州310027)摘要：对工字梁腹板抗剪极限承载力的研究进行总结,对各种公式与文献中的试验结果进行对比,将拉力场理论和转向应力场理论的假定与ANSYS分析揭示的腹板应力发展变化规律进行对比,指出了假定和数值分析结果的不一致。提出了翼缘对腹板转动约束的合理参数,得到精度良好的考虑翼缘约束的腹板剪切屈曲系数。利用得到的屈曲系数,考虑翼缘抗弯承载力
2、的贡献,提出新的工字梁抗剪极限承载力的计算公式。与现有试验数据和ANSYS非线性有限元分析结果的对比,证实建议方法离散性较小,适用范围广,尤其是对于通用高厚比较大的梁,较以往方法有了较大改进。关键词：剪切屈曲;极限承载力;腹板;工字梁中图分类号：TU392.4文献标识码：A文章编号：1000-131X(2006)08-0057-08ShearresistanceofslenderwebsinI-girdersTongGenshuRenTao(ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China
3、)Abstract:ThispaperpresentsabriefreviewonthecurrentmethodsfordesignofwebsinI-girdersundershear.Variousformulaearecomparedwithavailabletestresults.Theassumptionsusedinthetensionfieldtheoryandtherotatedstresstheorywerecomparedwiththephenomenarevealedinanonlinearan
4、alysisbyusingANSYS,andthediscrepanciesbetweenthetheoriesandthenumericalanalysisweredemonstrated.Arationalparameterisproposedtodescribetherestraintprovidedtothewebbytheflanges,andsoisaformulafortheshearbucklingcoefficientincorporatingthisrestraintwithexcellentacc
5、uracy.Theproposedformulaisthenemployedtoconstructanewformulatopredicttheultimatestrengthofthinwebsinshear,includingthecontributionfromtheflange.Goodcorrelationisfoundbetweentheproposedformulaandtests.Theproposedmethodmaybeemployedforbothstiffenedwebsandnon-stiff
6、enedwebs.Forwebswithlargeruniversalslenderness,theproposedmethoddemonstratesagreatimprovementwhencomparedwithcurrentmethods.Keywords:shearbuckling,ultimatestrength,web,I-girderE-mail:tonggs@zju.edu.cn[1]工字梁抗剪极限承载力的设计存在两种方法,一是不允许剪切屈曲,它以线性化的弹性或弹塑性屈1各国规范的相关规定及比较曲分析
7、为基础;二是利用屈曲后强度的极限状态设计[2]方法。Basler是最早提出工字梁抗剪极限承载力计1.1各国规范关于抗剪极限承载力的计算规定[3][4]算方法的学者,此后Fujii,Chern&Ostapenko,目前,有关工字梁抗剪极限承载力计算的几种方[5][6][7-8]Rockey&Skaloud,Calladine,Porter&Rockey,法,不同之处集中在拉力带的形式、拉应力的倾角以[9-10][11-12]H¨oglund,Lee针对这一问题进行了大量的理论及是否考虑翼缘的约束和贡献等方面。和试验研究,
8、提出了拉力场理论和转向应力场理论。[13][2]美国AISC1997标准采用了Basler的模型,认各国规范对工字梁腹板抗剪极限承载力的计算的规为拉力场只存在于横向加劲肋之间,按照式定,是依托于不同理论制定的。(1a,1b)计算工字梁的抗剪极限承载力Vn:当hw/tw≤1.10"kvE/fyw时:Vn=0.6fywhwtw(1a)
